[发明专利]一种车载三维激光雷达系统外参的系统化标定方法

权利要求书

1.一种车载三维激光雷达系统外参的系统化标定方法，其特征在于，包括靶标运动过程中激光雷达点云数据的采集、数据前处理以及数据后处理优化，具体为：

S1，在主激光雷达和辅助激光雷达重叠视野中移动靶标，主激光雷达和辅助激光雷达采集可视范围内的数据，并传输给工控机的机器人操作系统ROS，所述ROS记录靶标移动的点云数据；

S2，对主辅激光雷达点云数据进行背景滤除，提取出靶标平面点云信息，对靶标的圆孔进行拟合，获取圆孔圆心在三维激光雷达空间坐标系中的三维空间坐标，将所有圆心的三维空间坐标按照时间顺序排列，得到靶标运动轨迹；

S3，采用ICP配准算法对前处理之后的两组靶标运动轨迹进行匹配，找到两组轨迹所有可能的匹配段，计算每一组匹配段的均方误差，选取均方误差最小的一组作为最优匹配段，在最优匹配段进行迭代优化，得到两组轨迹的转换关系R和平移向量t，即为主辅激光雷达之间的标定参数。

2.根据权利要求1所述的车载三维激光雷达系统外参的系统化标定方法，其特征在于，所述对主辅激光雷达点云数据进行背景滤除，具体为：将点云数据中静态背景滤除，再滤除孤立的杂点信息，保留标定板处的点云数据。

3.根据权利要求2所述的车载三维激光雷达系统外参的系统化标定方法，其特征在于，所述提取出靶标平面点云信息，具体为：对滤除杂点之后的每帧点云文件进行平面拟合，提取符合靶标平面特征的点集，并记录为此时刻靶标的平面点云信息。

4.根据权利要求3所述的车载三维激光雷达系统外参的系统化标定方法，其特征在于，所述对靶标的圆孔进行拟合，具体为：利用霍夫圆变换把投影到二维平面的点云数据进行圆拟合，提取符合圆孔特征的数据，利用这些数据对圆孔进行拟合，将圆孔反投影到三维点云空间中，获取圆孔的圆心在三维激光雷达空间坐标系中的三维空间坐标。

5.根据权利要求4所述的车载三维激光雷达系统外参的系统化标定方法，其特征在于，所述获取圆孔的圆心在三维激光雷达空间坐标系中的三维空间坐标，能用于对比拟合半径和靶标半径，判定拟合是否正确。

6.根据权利要求1所述的车载三维激光雷达系统外参的系统化标定方法，其特征在于，所述S2还包括：将一组靶标运动轨迹按时间进行裁剪，使其开始时间晚于另一组靶标运动轨迹，结束时间早于另一组靶标运动轨迹。

7.根据权利要求1所述的车载三维激光雷达系统外参的系统化标定方法，其特征在于，所述每一组匹配段的均方误差获取过程为：取出一组靶标运动轨迹中的1，…，N点以及另一组靶标运动轨迹中的所有点，计算所有对应点的位置距离平方和，作为匹配的均方误差，所述对应点指的是辅助激光雷达标系下的轨迹点与其在主激光雷达坐标系下的轨迹点；取出一组靶标运动轨迹中的2，…，N+1点和另一组靶标运动轨迹中的所有点，获取此次匹配的均方误差，直到取出一组靶标运动轨迹中的M-N+1，…，M点与另一组靶标运动轨迹中的所有点；所述M为一组靶标运动轨迹中的轨迹点数，N为另一组靶标运动轨迹中的轨迹点数。

8.根据权利要求1所述的车载三维激光雷达系统外参的系统化标定方法，其特征在于，该方法还包括：重复S1-S3，得到的多组轨迹标定结果进行取平均值优化，将优化后得到的结果作为三维激光雷达之间的精标定结果。